生物医学设备

  医疗设备,特别是那些被植入到人体内部的设备,目前依然是最复杂和最尖端的产品。它们不但能够用来改善甚至可以拯救患者的生命,与此同时,它们也带来了一些非常棘手的工程挑战。由于这些设备被应用于外科手术,所以在使用它们的过程中不能犯一点点错误,必须保证它们在第一次甚至在今后的每一次使用中都能够准确的运行。

  一些医疗组织正在不断的推动医疗应用研究的界限,医疗设备的研究人员预测通过这类研究的使用,他们可以收到可观的投资回报——这其中包括产品的设计、定型、材料的选择,制造加工和测试。在医疗设备植入患者身体之前, ANSYS软件可以为研究人员提供研究工具。例如,软件的模拟可以精确的确定一个特定的病人,他的医疗设置应该准确植入的位置,它可以最大限度地提高短期和长期手术的成功几率。

  另一个例子:在可植入的心脏节律管理设备的研究中,研发人员面临着众多挑战。他们正在努力设计更小的设备,并且需要更加有效地整合更多的功能。在一个复杂心脏环境的革新技术研究中,温度灵敏度是非常关键的一点,另外可靠性也是必须关注的技术,研究人员必须得到一种能够提供精确的尺度和功能的技术。

早产儿保育器中早产儿周围的温度分布

Courtesy Silesian University of Technology.

  模拟一个类似于心脏的复杂器官,并且设计一个具有电磁通量血液包围的设备,这是一个巨大的挑战。 ANSYS软件提供了一个完整的解决方案,设计人员通过电磁模型和多物理场的应用,使得人体模型得到了不断的改善并且最终接近了成功。

  在设计前沿工作的研究人员,可以从ANSYS软件使用中得到一些特别大的受益。例如一个涉及利用电子系统并且通过无线电频率与医生的电脑进行数据交流的医疗保健设备的革新中,ANSYS软件可以帮助研究人员设法处理如何减少特定吸收率(SAR)的问题,这类问题需要解决在结构变形环境中热与电磁耦合分析的过程。同样地,在分析医用除颤器信号的显著区别时也可以通过数值模拟很好的解决,并得到一个最优的设计。

  ANSYS在求解复杂的流体动力学问题以及几何建模能力上,已经逐渐成为了当前行业的标准。 ANSYS的其它工具也可以使工程师能够进行详细的静态,动态和热负荷分析。这种多物理仿真工具已经被集成到一个仿真平台下,这其中包括高性能计算设计优化数据管理,设计人员可以根据他们在各自学科中的标准来优化他们的系统设计。总之,利用ANSYS的解决方案,能够帮助工程师缩短设计周期,满足严格的行业规定,确定设计的安全准则。

干粉吸入器周围的流线

Courtesy of  Anne de Boer, University of Groningen, The Netherlands.

血管支架的复杂几何

Courtesy University of Pittsburgh.